JP3976460B2 - キャスタブルブロックの施釉方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は近年耐火煉瓦に取って代わりつつあるキャスタブルブロックに関するもので，更に詳しく言えば釉層を設けた施釉キャスタブルブロックの製造方法（キャスタブルブロックの施釉方法）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
釉薬を塗布したキャスタブルブロックあるいは煉瓦の釉薬の焼成方法はトンネル窯等の連続式焼成窯あるいはバッチ式単独窯でブロックあるいは煉瓦全体を加熱する事により釉薬の焼成が行われてきた。
【０００３】
例えば特開昭５９−１７４５８５号公報は，煉瓦を焼成し，その後釉薬を塗布し，釉薬の融点以上の温度で煉瓦全体を加熱し釉薬を焼成して施釉している。
【０００４】
例えば特開平７−２５８６４４号公報は，コークス炉扉用キャスタブルブロック及びコークス炉扉に関するものであり，コークス炉内に接するキャスタブルブロックの表面に釉薬を塗布しブロック全体を１３２０℃の高温で加熱することにより釉薬を焼成している。加熱温度が１３２０℃と高温であるためキャスタブルブロックに保持手段および補強手段としてのアンカーメタルを設けたりあるいは強度や靭性や耐スポーリング性を向上させる目的で添加される金属短繊維は酸化されその用をなさなくなるばかりか，逆に酸化膨張等の要因でキャスタブルブロックが損傷を受けることもある。そのため金属短繊維の添加は行われず，またアンカーメタルも設けることが出来ないためキャスタブルブロックの保持方法として苦心した複雑な構造のキャスタブルブロックとなっている。更にブロック全体を加熱し釉薬を焼成のために要する経費と時間は膨大である。
【０００５】
例えば特開平６−６０３５４号公報は，ゴミ焼却炉のガス冷却室用の釉層を設けたキャスタブルブロックに関するものであり，ゴミ焼却炉のガス冷却室内面となるキャスタブルブロック表面にのみ釉薬層を設けブロック全体を１２００℃に加熱し釉薬を焼成している。これもブロック全体を加熱している関係で前項で述べた理由によりアンカーメタルを設けたりあるいは金属短繊維を配することが不可能である。そのため保持方法として苦心した複雑な構造のキャスタブルブロックとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の現状に鑑み，ブロック全体を加熱することをせず釉層を設けたキャスタブルブロックの製造が容易で製造コストも低廉である釉薬の焼成方法を確立しようとすることを技術課題とする。
【０００７】
熱的スポーリングを受けるキャスタブルブロックでは耐スポーリング性向上の為に金属短繊維入りキャスタブルブロックの要求が多く有る。しかし現状の釉層を設けたキャスタブルブロックはブロック全体を加熱する方法により釉薬を焼成しているためブロックに配した金属短繊維は釉薬焼成時の高温（約１２００℃）のため酸化し初期の目的を達しえないと言う技術課題が存する。
【０００８】
キャスタブルブロックを炉壁等に取り付ける際通常保持手段および補強金物としてアンカーメタルが用いられるが現状の釉層を設けたキャスタブルブロックはブロック全体を加熱する方法により釉薬を焼成しているためブロックに設けたアンカーメタルは釉薬を焼成する時の高温（約１２００℃）のため酸化し初期の目的を達しえないと言う技術課題が存する。
【０００９】
コークス炉扉用キャスタブルブロックは，炉内に面するキャスタブルブロック表面は操業中にあってはコークスと接触する面から炉扉金物に取り付けられた面には温度勾配が存在する。コークスと接触する面は１０００℃から１１００℃，炉扉金物に取り付けられた面付近は２００℃から４００℃とその温度範囲は広く，炉内に面するキャスタブルブロック表面全体に高温用の釉層を設けるのは不合理である。そこで熔融温度の異なる釉薬層を複数設け釉薬の焼成方法を確立することを技術課題とする。
【００１０】
【課題を解決する手段】
本発明は，上記の技術的課題を達成するため，以下のとおりの手段を講じることを特徴とする。
【００１１】
第１の特徴；表面加熱により，主としてキャスタブルブロック表面の釉薬塗布部分を加熱する方法で加熱し，加熱機器又はキャスタブルブロックを移動させ釉薬を焼成する事を特徴とするキャスタブルブロック用釉薬焼成方法。
【００１２】
第２の特徴；線状加熱機器または帯状加熱機器または面状加熱機器を用いた表面加熱により，主としてキャスタブルブロック表面の釉薬塗布部を加熱し加熱機器又はキャスタブルブロックを移動させ釉薬を焼成する事を特徴とするキャスタブルブロック用釉薬焼成方法。
【００１３】
第３の特徴；表面加熱により，主としてキャスタブルブロック表面の釉薬塗布部分を加熱する方法で釉薬を焼成した事を特徴とする釉層を設けた金属短繊維添加キャスタブルブロック。
【００１４】
第４の特徴；表面加熱により，主としてキャスタブルブロック表面の釉薬塗布部分を加熱する方法で釉薬を焼成した事を特徴とする釉層を設けかつアンカーメタルを設けたキャスタブルブロック。
【００１５】
第５の特徴；表面加熱により，主としてキャスタブルブロック表面の釉薬塗布部分を加熱する方法で釉薬を焼成した事を特徴とする釉層を設けたコークス炉扉用キャスタブルブロック。
【００１６】
第６の特徴；表面加熱により，主としてキャスタブルブロック表面の釉薬塗布部分を加熱する方法で釉薬を焼成した事を特徴とする釉層を設けたコークス炉扉用キャスタブルブロックでかつ釉層が複数の異なる溶融温度の釉層からなることを特徴とするコークス炉扉用キャスタブルブロック。
【００１７】
本発明に係る手段は，より具体的には次のとうりである。すなわちキャスタブルブロックの釉薬を塗布した表面を主として加熱し釉薬を焼成することで上記に列挙した本発明の技術的課題を達成する。またコークス炉扉用キャスタブルブロックにあってはコークス炉の炉内に面するキャスタブルブロックの表面の温度勾配に応じた耐熱性を有する複数の異なる溶融温度の釉薬を塗布し，前記の加熱方法で釉薬を焼成する方法により釉層を設けたコークス炉扉用キャスタブルブロックとすることで本発明の技術的課題を達成する。
【００１８】
本発明で用いられる加熱機器について説明する。
【００１９】
（１）線状加熱機器として，ガスバーナーにあっては一般工業用線状加熱ＬＰＧ等のガスバーナーが利用でき，選定にあたっては加熱幅および加熱温度により火炎温度，インプット熱量を勘案し選定すればこと足りる。線状加熱赤外線ヒーターにあっては例えば真空理工株式会社製赤外線ゴールドイメージ炉用赤外線ランプが利用できる。
【００２０】
（２）帯状加熱機器として，ガスバーナーにあっては一般工業用帯状加熱ＬＰＧ等のガスバーナーが利用でき，選定にあたっては加熱幅および加熱温度により火炎温度，インプット熱量を勘案し選定すればこと足りる。帯状加熱赤外線ヒーターにあっては例えば真空理工株式会社製赤外線ゴールドイメージ炉用赤外線ランプが利用できる。
【００２１】
（３）面状加熱機器として，ガスバーナーにあっては一般工業用面状加熱ＬＰＧ等のガスバーナーが利用でき，選定にあたっては加熱幅および加熱温度により火炎温度，インプット熱量を勘案し選定すればこと足りる。面状加熱赤外線ヒーターにあっては例えば真空理工株式会社製赤外線ゴールドイメージ炉用赤外線ランプ，抵抗発熱体（ＳｉＣ発熱体，２珪化モリブデン発熱体等）を用いた面状ヒーターが利用できる。
【００２２】
（４）本発明で用いられる加熱機器は上記のような種々の加熱機器を用いることが可能であるが特に線状加熱ガスバーナーは用途によりバーナーサイズ，燃焼熱量を自由に設計制作が可能であり，また高温用バーナーにあっては簡単に水冷構造の付加が可能であり，種々の溶融温度の異なる釉薬の焼成に対応可能であり，バーナーの配置条件，調整により線状加熱或いは帯状加熱バーナーとして用いることが可能であり極めて簡便でその用を充分に達することが出来る。
【００２３】
本発明に係るキャスタブルブロックは，釉薬を塗布した表面を主として加熱し釉薬を焼成する方法を採用することによってブロック全体を加熱し釉薬を焼成する方法に比べキャスタブルブロックの内部（深さ約５０ｍｍ以上）では温度は１５０℃〜４５０℃以下と極低い温度に保つ事が可能である。また全体加熱ではなく表面加熱である故施釉のためのエネルギーが少なくてすみ加熱装置もトンネル窯等に比べ極めて簡便なものである。
【００２４】
従って本発明に係るキャスタブルブロックは釉薬を塗布した表面を主として加熱するのでキャスタブルブロックの内部温度が１５０℃〜４５０℃以下と低いため金属短繊維の添加やアンカーメタルを設けることが可能となり，高耐用性を具備することが可能となる事の意義は大きい。
【００２５】
本発明の釉薬の焼成方法では，多層施釉あるいは溶融温度の異なる複数の釉薬の施釉等繰り返し施釉が簡単にできることも大きな特徴である。繰り返し施釉をトンネル窯あるいはバッチ炉等で行うと時間と経費は膨大なものとなる。
【００２６】
本発明の釉薬の焼成方法は自由度が大であるため各種釉薬の条件に合った加熱条件が簡単に変更可能であり，またキャスタブルブロック１個からの加熱も容易に行える。
【００２７】
【具体例】
以下，本発明の一具体例を図面に基づき説明する。本発明のキャスタブルブロック用釉薬の焼成方法において加熱機器の構成は特定しないが，該装置の一具体例を図１に示す。図１において，１は架台に取り付けられた線状加熱ガスバーナーを示す。２は移動台車５に耐火断熱用台６を介して置かれたキャスタブルブロックを示し，３はキャスタブルブロック２の表面の一部に塗布した釉薬層を示す。４は移動台車５の保護用の断熱シートを示す。図２は，図１のバーナー側から見た様子を示す。図３は線状加熱ガスバーナーを示し，７はバーナー本体を示し，８は燃焼ガス出口を示す。
【００２８】
尚
【００２２】で述べた如く線状加熱ガスバーナーが簡便で自由度が大きい等の特徴を備えている故ここでは最良の線状加熱機器として線状加熱ガスバーナーを具体例として示した。
【００２９】
キャスタブルブロック２は，一般的な成形方法，装置で製造し，一般的な乾燥設備で１５０℃〜３５０℃で乾燥する。
【００３０】
【実施例１】
実施例１は，乾燥を終えたキャスタブルブロック２にあってコークス炉扉として使用時に於いて低温域である表面の一部に６００℃用の釉薬を約０．３ｍｍ（スプレーガンで塗布）厚さに塗布し，３時間以上自然乾燥後線状加熱ガスバーナーで主として釉薬を塗布した部分を加熱した。焼成後の釉層表面は平滑であり均一な釉層を設けることが出来た。
【００３１】
【実施例２】
実施例２は，乾燥を終えたキャスタブルブロック２にあってコークス炉扉として使用時に於いて低温域である表面の一部に６００℃用の釉薬を，さらに高温域である表面の一部に１０００℃用の釉薬をそれぞれ約０．３ｍｍ（スプレーガンで塗布）厚さに塗布し，３時間以上自然乾燥後線状加熱ガスバーナーで主として釉薬を塗布した部分を加熱した。焼成後の釉層表面はそれぞれ平滑であり均一な釉層を設けることが出来た。
【００３２】
尚本実施例をトンネル窯あるいはバッチ炉で釉薬を焼成しようとするとまづ１０００℃用の焼成条件で１回目の焼成を行い，ついでキャスタブルブロックが冷却した後に６００℃用の釉薬を塗布し６００℃用の焼成条件で２回目の焼成を行といった煩雑な工程を経なければならない，この時の時間と経費は膨大である。
【００３３】
【実施例３】
実施例３は，金属短繊維３重量部を添加しさらにＹ型スタッドを６本埋設し製造，乾燥を終えたキャスタブルブロック２にあってコークス炉扉として使用時に於いて直接石炭と接するブロックの表面に１２００℃用の釉薬を約０．３ｍｍ（スプレーガンで塗布）厚さに塗布し，３時間以上自然乾燥後線状加熱ガスバーナーで主として釉薬を塗布した部分を加熱した。焼成後の釉層表面は平滑であり均一な釉層であり金属短繊維およびＹ型スタッドは酸化されてなく光沢があり健全な状態であった。
【００３４】
【比較例】
比較例１はキャスタブルブロックに耐熱金属短繊維を外掛で３重量部を添加しさらにＹ型スタッドを６本埋設し製造，乾燥後した。これにコークス炉扉として使用時に於いて炉内に接する面に１２００℃用の釉を約０．３ｍｍ（スプレーガンで塗布）厚さに塗布し１２時間以上自然乾燥後連続式トンネル窯で１２６０℃で焼成した。焼成後の釉層表面は平滑であり均一な釉層を設けることが出きた。しかし焼成後の金属繊維は一部酸化変色しており本来の補強効果が望めない状態となっていた。焼成後のＹ型スタッドも同様で特にコークス炉扉に取り付けるボルト部分は酸化膨張によりナットを取り付ける事が不可能な状態であった。
【００３５】
実施例および比較例のまとめを表１に示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【発明の効果】
本発明は，上記のとおり主として釉層を設けた部分を線状加熱ガスバーナーで加熱する事で釉層を設けたキャスタブルブロックを製造するこたが可能となり，本発明が意図する技術的課題を，以下に列挙するとうり達成する。
【００３８】
（１）主として釉薬層を設けた表面部分のみを加熱することにより釉層を形成させるので大幅な省エネルギー化が図れ，更に釉薬焼成のための時間の短縮が図れたことで製造工程が大幅に短縮された。
【００３９】
（２）主として釉薬層を設けた表面部分を加熱する方法が確立されたことで金属短繊維の添加が可能となり釉層を設けたキャスタブルブロックの強度や靱性や耐スポーリング性の向上が図れた。
【００４０】
（３）主として釉薬層を設けた表面部分を加熱する方法が確立されたことでアンカーメタルを設ける事が可能となり釉層を設けたキャスタブルブロックの補強が図れ，保持構造の簡便化が図れた。
【００４１】
（４）主として釉薬層を設けた表面部分を加熱する方法が確立されたことでこれまで不可能であった複数の溶融温度の異なる釉層を設けることが可能となり釉層を設けたキャスタブルブロックの付加価値が増した。
【００４２】
（５）多数回施釉あるいは多層施釉も簡単に行うことができる。
【００４３】
（６）キャスタブルブロック１個から施釉することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の釉薬焼成装置の一実施例を示す説明図である。
【図２】図１の線状加熱バーナー設置側から見た説明図である。
【図３】線状加熱ガスバーナーの一具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 線状加熱ガスバーナー
２ キャスタブルブロック
３ キャスタブルブロックの表面の一部に設けた釉薬層
４ 台車保護用断熱シート
５ 移動台車
６ 耐火断熱用台
７ 線状加熱ガスバーナー本体
８ ガスバーナー燃焼ガス出口

Claims (4)

1. 乾燥を終えたキャスタブルブロックの表面に釉薬を塗布し、前記釉薬を焼成して釉薬塗布部分に釉層を形成するキャスタブルブロックの施釉方法において、アンカーメタルを設けたキャスタブルブロックを使用し、加熱機器により前記キャスタブルブロックの釉薬塗布部分を表面加熱し、その際に前記加熱機器又は前記キャスタブルブロックを移動させ、これにより前記加熱機器による加熱箇所を前記釉薬塗布部分に沿って移動させることを特徴とするキャスタブルブロックの施釉方法。
2. キャスタブルブロック内に金属短繊維を分散させていることを特徴とする請求項１に記載されたキャスタブルブロックの施釉方法。
3. 前記キャスタブルブロックがコークス炉扉用キャスタブルブロックであることを特徴とする請求項１又は２に記載されたキャスタブルブロックの施釉方法。
4. 複数の異なる溶融温度を有する釉薬を、使用時の温度勾配に応じて前記キャスタブルブロックの表面に塗布し焼成することを特徴とする請求項３に記載されたキャスタブルブロックの施釉方法。

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